JP2020035833A - Semiconductor storage device and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

To provide a staircase structure that has lead-out wiring with increased thickness.SOLUTION: A semiconductor storage device according to an embodiment has on a substrate: a laminate that has a staircase structure in which a plurality of wiring layers and a plurality of interlayer insulating layers laminated alternately are set to one step; and a memory cell arranged three-dimensionally on the laminate. The staircase structure comprises: a plurality of terrace parts configured by the interlayer insulating layers and having different heights; a plurality of step parts that connect the respective terrace parts in a height direction; an insulating layer covering the step parts; and lead-out wiring that leads out the undermost wiring layer in a first step onto the terrace part in a second step lower than the first step.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明の実施形態は、半導体記憶装置および半導体記憶装置の製造方法に関する。   Embodiments described herein relate generally to a semiconductor storage device and a method of manufacturing the semiconductor storage device.

近年では、半導体記憶装置の微細化が進行し、積層構造のメモリセルを有する3次元不揮発性メモリが提案されている。3次元不揮発性メモリでは、高さ方向に配置されるメモリセルの各層におけるワード線を引き出すため、階段状の構造が採られることがある。   In recent years, miniaturization of a semiconductor storage device has been advanced, and a three-dimensional nonvolatile memory having a memory cell having a stacked structure has been proposed. In a three-dimensional nonvolatile memory, a step-like structure may be adopted in order to draw out word lines in each layer of memory cells arranged in a height direction.

特開2010−027870号公報JP 2010-027870 A

しかしながら、このような構造を得るには精密なプロセス制御が必要であり、充分なプロセスマージンが得られ難い。   However, obtaining such a structure requires precise process control, and it is difficult to obtain a sufficient process margin.

一つの実施形態は、厚膜化した引き出し配線を有する階段構造を容易に形成可能な半導体記憶装置および半導体記憶装置の製造方法を提供することを目的とする。   An object of one embodiment is to provide a semiconductor memory device and a method of manufacturing a semiconductor memory device that can easily form a staircase structure having a thicker lead wire.

実施形態の半導体記憶装置は、基板上に、交互に複数積層された配線層および層間絶縁層を1段分とする階段構造体を有する積層体、および前記積層体に3次元に配置されるメモリセルを有する半導体記憶装置であって、前記階段構造体は、前記層間絶縁層から構成され、高さの異なる複数のテラス部と、各々の前記テラス部を高さ方向に繋ぐ複数のステップ部と、前記ステップ部を覆う絶縁層と、第1の段の最下層の前記配線層を前記第1の段の下段である第2の段の前記テラス部上に引き出す引き出し配線と、を備える。   The semiconductor memory device according to the embodiment has a stacked body having a stepped structure in which a plurality of wiring layers and interlayer insulating layers are alternately stacked on a substrate, and a memory three-dimensionally arranged in the stacked body. A semiconductor memory device having a cell, wherein the staircase structure is formed of the interlayer insulating layer, and has a plurality of terrace portions having different heights, and a plurality of step portions connecting each of the terrace portions in a height direction. An insulating layer covering the step portion; and a lead-out line for drawing out the lowermost wiring layer of the first stage onto the terrace portion of the second stage which is the lower stage of the first stage.

図1は、実施形態にかかる不揮発性メモリの構成の一例を模式的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an example of a configuration of a nonvolatile memory according to an embodiment. 図2は、実施形態にかかる不揮発性メモリの階段構造体の構成の一例を模式的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an example of a configuration of a staircase structure of the nonvolatile memory according to the embodiment. 図3は、実施形態にかかる不揮発性メモリの階段構造体の構成の一例を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an example of a configuration of a staircase structure of the nonvolatile memory according to the embodiment. 図4は、実施形態にかかる不揮発性メモリの製造処理の手順の一例を示すフロー図である。FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a procedure of a manufacturing process of the nonvolatile memory according to the embodiment. 図5は、実施形態にかかる不揮発性メモリの製造処理の手順の一例を示すフロー図である。FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a procedure of a manufacturing process of the nonvolatile memory according to the embodiment. 図6は、実施形態にかかる不揮発性メモリの製造処理の手順の一例を示すフロー図である。FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a procedure of a manufacturing process of the nonvolatile memory according to the embodiment. 図7は、実施形態にかかる不揮発性メモリの製造処理の手順の一例を示すフロー図である。FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of a procedure of a manufacturing process of the nonvolatile memory according to the embodiment. 図8は、比較例にかかる不揮発性メモリの階段構造体について説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a staircase structure of a nonvolatile memory according to a comparative example.

以下に、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により、本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the following embodiments. The components in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or those that are substantially the same.

(不揮発性メモリの構成例)
図1は、実施形態にかかる不揮発性メモリ10の構成の一例を模式的に示す図である。図1において、基板Subの主面に対して平行な方向であって、相互に直交する2方向をX方向およびY方向とする。X方向およびY方向の双方に対して直交する方向をZ方向(積層方向)とする。なお、図1では層間絶縁層等が省略されている。
(Configuration example of nonvolatile memory)
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an example of the configuration of the nonvolatile memory 10 according to the embodiment. In FIG. 1, two directions parallel to the main surface of the substrate Sub and orthogonal to each other are defined as an X direction and a Y direction. A direction orthogonal to both the X direction and the Y direction is defined as a Z direction (stacking direction). In FIG. 1, an interlayer insulating layer and the like are omitted.

図1に示すように、半導体記憶装置としての不揮発性メモリ10の基板Sub上には、導電層から構成されるソース線SLが設けられている。ソース線SLにはZ方向に延びる複数の酸化シリコン等からなるピラーPが設けられている。各々のピラーPは自身の側面に、ポリシリコン等からなるチャネル層と複数の絶縁層が積層されたメモリ層とを備える。また、ソース線SL上には、図示しない層間絶縁層を介して、タングステン等からなる導電層と酸化シリコン等からなる絶縁層とが交互に複数積層された積層体LBが設けられている。各々のピラーPは積層体LBを貫通している。   As shown in FIG. 1, a source line SL made of a conductive layer is provided on a substrate Sub of a nonvolatile memory 10 as a semiconductor storage device. The source line SL is provided with a plurality of pillars P made of silicon oxide or the like extending in the Z direction. Each pillar P has on its side surface a channel layer made of polysilicon or the like and a memory layer in which a plurality of insulating layers are stacked. On the source line SL, a stacked body LB in which a plurality of conductive layers made of tungsten or the like and insulating layers made of silicon oxide or the like are alternately stacked via an interlayer insulating layer (not shown) is provided. Each pillar P penetrates through the stacked body LB.

積層体LB中の最下層の導電層はソース側の選択ゲート線SGSとして機能し、最上層の導電層はドレイン側の選択ゲート線SGDとして機能する。選択ゲート線SGDは、X方向に並ぶピラーP毎に分割されている。選択ゲート線SGS,SGDに挟まれた複数の導電層は、複数のワード線WLとして機能する。図1に示すワード線WLの積層数は一例である。選択ゲート線SGS,SGD及び複数のワード線WL間の絶縁層は層間絶縁層(不図示)として機能する。   The lowermost conductive layer in the stacked body LB functions as a source-side select gate line SGS, and the uppermost conductive layer functions as a drain-side select gate line SGD. The selection gate line SGD is divided for each pillar P arranged in the X direction. A plurality of conductive layers sandwiched between the select gate lines SGS and SGD function as a plurality of word lines WL. The number of stacked word lines WL shown in FIG. 1 is an example. The insulating layer between the select gate lines SGS, SGD and the plurality of word lines WL functions as an interlayer insulating layer (not shown).

各々のピラーPは、積層体LB上のビット線BLに接続されている。各々のビット線BLは、Y方向に並ぶ複数のピラーPに接続される。   Each pillar P is connected to a bit line BL on the stacked body LB. Each bit line BL is connected to a plurality of pillars P arranged in the Y direction.

以上により、各々のピラーPと各層のワード線WLとの接続部分には、ピラーPの高さ方向に並ぶメモリセルMCが配置されることとなる。各々のピラーPと選択ゲート線SGS,SGDとの接続部分には、それぞれソース側の選択トランジスタSTSとドレイン側の選択トランジスタSTDとが配置されることとなる。1つのピラーPの高さ方向に並ぶ、選択トランジスタSTS、複数のメモリセルMC、及び選択トランジスタSTDとで、メモリストリングMSが構成される。また、このように3次元にマトリクス状に配置されたメモリセルMCによってメモリセルアレイMAが構成される。   As described above, the memory cells MC arranged in the height direction of the pillars P are arranged at the connection portions between the respective pillars P and the word lines WL of the respective layers. A source-side select transistor STS and a drain-side select transistor STD are arranged at the connection between each pillar P and select gate lines SGS and SGD. The memory string MS is composed of the select transistor STS, the plurality of memory cells MC, and the select transistor STD arranged in the height direction of one pillar P. The memory cells MC arranged in a three-dimensional matrix form a memory cell array MA.

選択ゲート線SGS,SGD及び複数のワード線WLは、X方向にメモリセルアレイMA外へと引き出されて階段状の構造を構成する。   The select gate lines SGS, SGD and the plurality of word lines WL are drawn out of the memory cell array MA in the X direction to form a step-like structure.

(階段構造体の構成例)
次に、図2を用いて、不揮発性メモリ10が備える階段状の構造について説明する。図2は、実施形態にかかる不揮発性メモリ10の階段構造体LBa,LBbの構成の一例を模式的に示す図である。なお、図2では積層体LB下方の基板Sub等が省略されている。また、これ以降、ワード線WLと選択ゲート線SGS,SGDとを区別することなく、全てワード線WLと呼ぶことがある。
(Configuration example of staircase structure)
Next, a step-like structure provided in the nonvolatile memory 10 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an example of the configuration of the staircase structures LBa and LBb of the nonvolatile memory 10 according to the embodiment. In FIG. 2, the substrate Sub and the like below the stacked body LB are omitted. Hereinafter, the word lines WL and the selection gate lines SGS, SGD may be referred to as word lines WL without distinction.

図2に示すように、上述のメモリセルアレイMA外において、積層体LBは階段構造体LBa,LBbを有している。階段構造体LBa,LBbは、互いが互いの構造を反転させた鏡像となっており、スリットSTにより隔てられている。   As shown in FIG. 2, outside the above-described memory cell array MA, the stacked body LB has staircase structures LBa and LBb. The staircase structures LBa, LBb are mirror images of each other with their structures inverted, and are separated by slits ST.

階段構造体LBa,LBbは、X方向において、交互に3層ずつ積層されたワード線WLと層間絶縁層IDとを1段とする階段状の構造を有する。また、階段構造体LBa,LBbは、Y方向において、1層ずつ積層されたワード線WLと層間絶縁層IDとを1段とする階段状の構造を有する。階段構造体LBa,LBbの各段の平坦部であるテラス部LBtrは、層間絶縁層IDで構成されている。   The staircase structures LBa, LBb have a staircase structure in which the word lines WL and the interlayer insulating layers ID, which are alternately stacked by three layers in the X direction, have one step. Further, the staircase structures LBa and LBb have a staircase structure in which the word line WL and the interlayer insulating layer ID which are stacked one by one in the Y direction have one step. The terrace portion LBtr, which is a flat portion of each step of the staircase structures LBa and LBb, is formed of an interlayer insulating layer ID.

各段のテラス部LBtr上には、例えば、ワード線WLを構成する導電層と同じ材料からなる引き出し配線LLが設けられている。各々の引き出し配線LLは、X方向およびY方向において、その引き出し配線LLが設けられたテラス部LBtrが属する段の上段に含まれる最下層のワード線WLと接続され、そのワード線WLの導線として機能する。例えば、引き出し配線LL1は、第1層目のワード線WL1と接続され、ワード線WL1の導線として機能する。引き出し配線LL5は、第5層目のワード線WL5と接続され、ワード線WL5の導線として機能する。   On the terrace portion LBtr of each stage, for example, a lead wiring LL made of the same material as the conductive layer forming the word line WL is provided. Each lead line LL is connected in the X direction and the Y direction to a lowermost word line WL included in an upper stage to which the terrace portion LBtr provided with the lead line LL belongs, and serves as a conductor of the word line WL. Function. For example, the lead wiring LL1 is connected to the first-layer word line WL1 and functions as a conductive line of the word line WL1. The lead wiring LL5 is connected to the fifth-layer word line WL5, and functions as a conductor for the word line WL5.

引き出し配線LLは、所定厚さを有することにより、自身が接続されるワード線WLの上面より高い上面を有する。例えば、引き出し配線LL1の上面の高さはワード線WL1の上面より高い。引き出し配線LL5の上面の高さはワード線WL5の上面より高い。   The lead wiring LL has a predetermined thickness, and thus has an upper surface higher than the upper surface of the word line WL to which the lead wiring LL is connected. For example, the height of the upper surface of the lead wiring LL1 is higher than the upper surface of the word line WL1. The height of the upper surface of the lead wiring LL5 is higher than the upper surface of the word line WL5.

各々の引き出し配線LLには、階段構造体LBa,LBbの上層の配線と引き出し配線LLとを接続するコンタクトCTが設けられている。例えば、引き出し配線LL1にはコンタクトCT1が接続され、コンタクトCT1は、引き出し配線LL1を介してワード線WL1と電気的に接続される。引き出し配線LL5にはコンタクトCT5が接続され、コンタクトCT5は、引き出し配線LL5を介してワード線WL5と電気的に接続される。   Each lead-out wiring LL is provided with a contact CT for connecting a wiring in an upper layer of the staircase structures LBa, LBb and the lead-out wiring LL. For example, the contact CT1 is connected to the lead line LL1, and the contact CT1 is electrically connected to the word line WL1 via the lead line LL1. The contact CT5 is connected to the lead wiring LL5, and the contact CT5 is electrically connected to the word line WL5 via the lead wiring LL5.

X方向において、各段のテラス部LBtrを高さ方向に繋ぐ、各段の側面であるステップ部LBst上には、酸化シリコン等の絶縁層で構成されるスペーサ(不図示)が設けられている。かかるスペーサの機能について、図3を用いて説明する。   In the X direction, a spacer (not shown) made of an insulating layer such as silicon oxide is provided on the step portion LBst, which is a side surface of each step, connecting the terrace portions LBtr of each step in the height direction. . The function of the spacer will be described with reference to FIG.

図3は、実施形態にかかる不揮発性メモリ10の階段構造体LBa,LBbの構成の一例を示す断面図である。図3(a)は図1のX方向に沿った断面図であり、(b)は図1のY方向に沿った断面図である。階段構造体LBa,LBbの全体を覆う膜は絶縁膜IDLである。   FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an example of the configuration of the staircase structures LBa and LBb of the nonvolatile memory 10 according to the embodiment. 3A is a cross-sectional view along the X direction in FIG. 1, and FIG. 3B is a cross-sectional view along the Y direction in FIG. The film covering the entire step structures LBa and LBb is an insulating film IDL.

図3(a)に示すように、階段構造体LBa,LBbの最下層の層間絶縁層ID1は、ステップ部LBstを有さないテラス部LBtrを構成する。   As shown in FIG. 3A, the lowermost interlayer insulating layer ID1 of the staircase structures LBa and LBb forms a terrace portion LBtr having no step portion LBst.

階段構造体LBa,LBbの1段目は、ワード線WL1〜WL3及び層間絶縁層ID2〜LD4で構成され、テラス部LBtrは層間絶縁層ID4で構成される。ステップ部LBstにおいて、ワード線WL1及び層間絶縁層ID2は、他のワード線WL2,WL3及び層間絶縁層ID3,ID4よりも若干、迫り出している。   The first stage of the staircase structures LBa and LBb is composed of word lines WL1 to WL3 and interlayer insulating layers ID2 to LD4, and the terrace LBtr is composed of interlayer insulating layers ID4. In the step portion LBst, the word line WL1 and the interlayer insulating layer ID2 slightly protrude from the other word lines WL2 and WL3 and the interlayer insulating layers ID3 and ID4.

ワード線WL1及び層間絶縁層ID2の迫り出し部分上には、ワード線WL2,WL3及び層間絶縁層ID3,ID4のステップ部LBstを覆うようにスペーサSPが設けられている。ワード線WL1を引き出す引き出し配線LL1の高さは、概ね、層間絶縁層ID2の上面よりも低いが、1段目のステップ部LBstと接する部分において、一部がワード線WL2の下部の高さにまで達している。ただし、スペーサSPがワード線WL2を覆っていることで、引き出し配線LL1とワード線WL2とは絶縁されている。   Spacers SP are provided on the protruding portions of the word lines WL1 and the interlayer insulating layers ID2 so as to cover the word lines WL2 and WL3 and the step portions LBst of the interlayer insulating layers ID3 and ID4. Although the height of the lead-out wiring LL1 for drawing out the word line WL1 is generally lower than the upper surface of the interlayer insulating layer ID2, a part of the lead-out wiring LL1 that is in contact with the first-stage step portion LBst is partially lower than the word line WL2. Has reached. However, since the spacer SP covers the word line WL2, the extraction wiring LL1 and the word line WL2 are insulated.

階段構造体LBa,LBbの2段目は、ワード線WL4〜WL6及び層間絶縁層ID5〜LD7で構成され、テラス部LBtrは層間絶縁層ID7で構成される。ステップ部LBstにおいて、ワード線WL4及び層間絶縁層ID5は、他のワード線WL5,WL6及び層間絶縁層ID6,ID7よりも若干、迫り出している。   The second stage of the staircase structures LBa and LBb is composed of word lines WL4 to WL6 and interlayer insulating layers ID5 to LD7, and the terrace LBtr is composed of interlayer insulating layers ID7. In the step portion LBst, the word line WL4 and the interlayer insulating layer ID5 slightly protrude from the other word lines WL5, WL6 and the interlayer insulating layers ID6, ID7.

ワード線WL4及び層間絶縁層ID5の迫り出し部分上には、ワード線WL5,WL6及び層間絶縁層ID6,ID7のステップ部LBstを覆うようにスペーサSPが設けられている。ワード線WL4を引き出す引き出し配線LL4の高さは、概ね、層間絶縁層ID5の上面よりも低いが、2段目のステップ部LBstと接する部分において、一部がワード線WL5の下部の高さにまで達している。ただし、スペーサSPがワード線WL5を覆っていることで、引き出し配線LL4とワード線WL5とは絶縁されている。   Spacers SP are provided on the protruding portions of the word lines WL4 and the interlayer insulating layers ID5 so as to cover the word lines WL5 and WL6 and the step portions LBst of the interlayer insulating layers ID6 and ID7. The height of the lead-out line LL4 for leading out the word line WL4 is generally lower than the upper surface of the interlayer insulating layer ID5, but a part of the lead-out line LL4 in contact with the second-step portion LBst is partially lower than the word line WL5. Has reached. However, since the spacer SP covers the word line WL5, the extraction wiring LL4 and the word line WL5 are insulated.

図3(b)に示すように、階段構造体LBa,LBbの最下層の層間絶縁層ID1は、ステップ部LBstを有さないテラス部LBtrを構成する。階段構造体LBa,LBbの1段目は、ワード線WL1及び層間絶縁層ID2で構成され、テラス部LBtrは層間絶縁層ID2で構成される。引き出し配線LL1の高さは、概ね、層間絶縁層ID2の上面の高さよりも低い。階段構造体LBa,LBbの2段目は、ワード線WL2及び層間絶縁層ID3で構成され、テラス部LBtrは層間絶縁層ID3で構成される。引き出し配線LL2の高さは、概ね、層間絶縁層ID3の上面の高さよりも低い。階段構造体LBa,LBbは、Y方向においては、ステップ部LBstにスペーサを有さない。   As shown in FIG. 3B, the lowermost interlayer insulating layer ID1 of the staircase structures LBa and LBb forms a terrace portion LBtr having no step portion LBst. The first stage of the staircase structures LBa and LBb is configured by the word line WL1 and the interlayer insulating layer ID2, and the terrace LBtr is configured by the interlayer insulating layer ID2. The height of the lead wiring LL1 is generally lower than the height of the upper surface of the interlayer insulating layer ID2. The second stage of the staircase structures LBa and LBb is configured by the word line WL2 and the interlayer insulating layer ID3, and the terrace LBtr is configured by the interlayer insulating layer ID3. The height of the lead wiring LL2 is generally lower than the height of the upper surface of the interlayer insulating layer ID3. The staircase structures LBa and LBb have no spacer in the step portion LBst in the Y direction.

(不揮発性メモリの製造処理の例)
次に、図4〜図7を用いて、不揮発性メモリ10の製造処理例として、階段構造体LBa,LBbの製造処理例について説明する。図4〜図7は、実施形態にかかる不揮発性メモリ10の製造処理の手順の一例を示すフロー図である。図4〜図7の左側に示す図は、製造処理における階段構造体LBa,LBbのX方向に沿った断面図である。図4〜図7の右側に示す図は、製造処理における階段構造体LBa,LBbのY方向に沿った断面図である。
(Example of manufacturing process of nonvolatile memory)
Next, an example of a manufacturing process of the staircase structures LBa and LBb will be described as an example of a manufacturing process of the nonvolatile memory 10 with reference to FIGS. 4 to 7 are flowcharts illustrating an example of a procedure of a manufacturing process of the nonvolatile memory 10 according to the embodiment. 4 to 7 are cross-sectional views of the staircase structures LBa and LBb along the X direction in the manufacturing process. 4 to 7 are cross-sectional views of the staircase structures LBa and LBb in the Y direction in the manufacturing process.

まずは、X方向における製造処理の例について説明する。   First, an example of the manufacturing process in the X direction will be described.

図4(a)左図に示すように、基板Sub(図1参照)上に、犠牲層SCと層間絶縁層IDとが交互に複数積層された積層体LBを形成する。積層体LBは、例えば、7層の犠牲層SC1〜SC7と、8層の層間絶縁層ID1〜ID8とから構成される。犠牲層SC1〜SC7は、層間絶縁層ID1〜ID8を構成する絶縁層とは異なる種類の絶縁層から構成され、後にワード線WL1〜WL7となる導電層と置き換え可能な層である。より具体的には、層間絶縁層ID1〜ID8を構成する絶縁層は例えば酸化シリコン等であり、犠牲層SC1〜SC7を構成する絶縁層は例えば窒化シリコン等である。   As shown in the left diagram of FIG. 4A, a stacked body LB in which a plurality of sacrificial layers SC and interlayer insulating layers ID are alternately stacked is formed on a substrate Sub (see FIG. 1). The stacked body LB includes, for example, seven sacrificial layers SC1 to SC7 and eight interlayer insulating layers ID1 to ID8. The sacrificial layers SC1 to SC7 are formed of insulating layers of a type different from the insulating layers forming the interlayer insulating layers ID1 to ID8, and are layers that can be replaced with conductive layers that later become the word lines WL1 to WL7. More specifically, the insulating layers forming the interlayer insulating layers ID1 to ID8 are, for example, silicon oxide, and the insulating layers forming the sacrificial layers SC1 to SC7 are, for example, silicon nitride.

図4(b)左図に示すように、階段構造体LBa,LBbを形成する。ただし、この時点において、階段構造体LBa,LBbにはスリットST(図2参照)は形成されておらず、階段構造体LBa,LBbは互いに分離されていない。   As shown in the left diagram of FIG. 4B, the staircase structures LBa and LBb are formed. However, at this point, no slit ST (see FIG. 2) is formed in the staircase structures LBa and LBb, and the staircase structures LBa and LBb are not separated from each other.

階段構造体LBa,LBbは、例えば2段からなる。下から2段目の段は犠牲層SC5〜SC7及び層間絶縁層ID6〜ID8から構成され、2段目の段のテラス部LBtrは層間絶縁層ID8から構成される。下から1段目の段は犠牲層SC2〜SC4及び層間絶縁層ID3〜ID5から構成され、1段目の段のテラス部LBtrは層間絶縁層ID5から構成される。1段目の下には、ステップ部LBstを有さないテラス部LBtrのみが形成される。このテラス部LBtrのみの構成を便宜的に0段目とする。0段目のテラス部LBtrは層間絶縁層ID2から構成される。   The staircase structures LBa and LBb include, for example, two steps. The second stage from the bottom is composed of the sacrificial layers SC5 to SC7 and the interlayer insulating layers ID6 to ID8, and the terrace LBtr of the second stage is composed of the interlayer insulating layer ID8. The first stage from the bottom includes the sacrificial layers SC2 to SC4 and the interlayer insulating layers ID3 to ID5, and the terrace LBtr of the first stage includes the interlayer insulating layer ID5. Under the first stage, only the terrace portion LBtr having no step portion LBst is formed. The configuration of only the terrace portion LBtr is set to the 0th stage for convenience. The terrace portion LBtr of the 0th stage is composed of the interlayer insulating layer ID2.

この階段構造体LBa,LBbの各々のテラス部LBtr及びステップ部LBstを覆って絶縁層SPbを形成する。絶縁層SPbは、例えば酸化シリコン等から構成され、後にステップ部LBstのスペーサSPとなる。   An insulating layer SPb is formed to cover each of the terrace portions LBtr and the step portions LBst of the staircase structures LBa and LBb. The insulating layer SPb is made of, for example, silicon oxide or the like, and later becomes the spacer SP of the step portion LBst.

図4(c)左図に示すように、階段構造体LBa,LBbに対してエッチバックを行って、各々のテラス部LBtrから、絶縁層SPb、層間絶縁層ID、犠牲層SCを1層ずつ除去する。このとき、ドライエッチング、化学的ドライエッチング、ウェットエッチング等により、異方性の高いエッチング条件を用いて、これらの層を除去することが好ましい。   As shown in the left diagram of FIG. 4C, the staircase structures LBa and LBb are etched back, and the insulating layer SPb, the interlayer insulating layer ID, and the sacrificial layer SC are formed one by one from each of the terraces LBtr. Remove. At this time, it is preferable that these layers be removed by dry etching, chemical dry etching, wet etching, or the like using highly anisotropic etching conditions.

これにより、階段構造体LBa,LBbの各段は、新たな犠牲層SCと層間絶縁層IDとの組み合わせで構成されることとなる。2段目の段は犠牲層SC4〜SC6及び層間絶縁層ID5〜ID7から構成され、新たに露出した層間絶縁層ID7が2段目のテラス部LBtrを構成することとなる。1段目の段は犠牲層SC1〜SC3及び層間絶縁層ID2〜ID4から構成され、新たに露出した層間絶縁層ID4が1段目のテラス部LBtrを構成することとなる。新たに露出した層間絶縁層ID1は、0段目のテラス部LBtrを構成することとなる。   Thereby, each step of the staircase structures LBa and LBb is configured by a combination of a new sacrificial layer SC and an interlayer insulating layer ID. The second stage includes the sacrificial layers SC4 to SC6 and the interlayer insulating layers ID5 to ID7, and the newly exposed interlayer insulating layer ID7 forms the second terrace portion LBtr. The first stage includes the sacrificial layers SC1 to SC3 and the interlayer insulating layers ID2 to ID4, and the newly exposed interlayer insulating layer ID4 forms the first terrace portion LBtr. The newly exposed interlayer insulating layer ID1 constitutes the terrace portion LBtr of the 0th stage.

また、各段のステップ部LBstには除去されずに残った絶縁層SPbによりスペーサSPが形成される。2段目のスペーサSPは犠牲層SC5,SC6及び層間絶縁層ID6,ID7を覆い、新たに2段目の段に属することとなった犠牲層SC4及び層間絶縁層ID5がステップ部LBstに露出する。1段目のスペーサSPは犠牲層SC2,SC3及び層間絶縁層ID3,ID4を覆い、新たに1段目の段に属することとなった犠牲層SC1及び層間絶縁層ID2がステップ部LBstに露出する。   Further, the spacer SP is formed by the insulating layer SPb remaining without being removed in the step portion LBst of each stage. The second-stage spacer SP covers the sacrificial layers SC5 and SC6 and the interlayer insulating layers ID6 and ID7, and the sacrificial layer SC4 and the interlayer insulating layer ID5 newly belonging to the second-stage are exposed in the step portion LBst. . The first-stage spacer SP covers the sacrifice layers SC2 and SC3 and the interlayer insulation layers ID3 and ID4, and the sacrifice layer SC1 and the interlayer insulation layer ID2 that newly belong to the first-stage are exposed in the step portion LBst. .

図5(a)左図に示すように、新たに形成された階段構造体LBa,LBbの各々のテラス部LBtr及びステップ部LBstを覆って犠牲層LLbを形成する。犠牲層LLbは、犠牲層SC1〜SC6を構成する絶縁層と同じ種類の絶縁層から構成され、後に引き出し配線LLとなる導電層と置き換え可能な層である。   As shown in the left diagram of FIG. 5A, a sacrifice layer LLb is formed to cover each of the terrace portions LBtr and the step portions LBst of the newly formed staircase structures LBa and LBb. The sacrifice layer LLb is formed of the same type of insulation layer as the insulation layers constituting the sacrifice layers SC1 to SC6, and is a layer that can be replaced with a conductive layer that will later become the lead wiring LL.

なお、このとき、テラス部LBtrの犠牲層LLbがステップ部LBstの犠牲層LLbより厚くなるよう、犠牲層LLbを形成することが好ましい。より具体的には、テラス部LBtrの犠牲層LLbがステップ部LBstの犠牲層LLbの2倍程度の厚さとなるよう、犠牲層LLbを形成することが好ましい。このような、犠牲層LLbは、高密度プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)またはプラズマCVD等を用い、積層方向の成長速度が基板Subと平行な方向の成長速度より速い条件を用いて形成することができる。   At this time, it is preferable to form the sacrificial layer LLb such that the sacrificial layer LLb of the terrace portion LBtr is thicker than the sacrificial layer LLb of the step portion LBst. More specifically, it is preferable to form the sacrificial layer LLb such that the sacrificial layer LLb of the terrace portion LBtr is about twice as thick as the sacrificial layer LLb of the step portion LBst. Such a sacrificial layer LLb can be formed by using high-density plasma CVD (Chemical Vapor Deposition), plasma CVD, or the like, using a condition in which the growth rate in the stacking direction is higher than the growth rate in the direction parallel to the substrate Sub. it can.

図5(b)左図に示すように、階段構造体LBa,LBbに対してエッチバックを行って、各々のステップ部LBstから犠牲層LLbを除去する。このとき、ドライエッチング、化学的ドライエッチング、ウェットエッチング等により、等方的なエッチング条件を用いて犠牲層LLbを除去することが好ましい。   As shown in the left diagram of FIG. 5B, the staircase structures LBa and LBb are etched back to remove the sacrificial layer LLb from each step portion LBst. At this time, it is preferable to remove the sacrificial layer LLb by dry etching, chemical dry etching, wet etching, or the like, using isotropic etching conditions.

これにより、各々のテラス部LBtrに形成された犠牲層LLbが、他のテラス部LBtrに形成された犠牲層LLbから分離され、自身が形成されたテラス部LBtrの上段の最下層の犠牲層SCと接続する犠牲層LLpとなる。   Thereby, the sacrifice layer LLb formed in each terrace LBtr is separated from the sacrifice layer LLb formed in the other terrace LBtr, and the lowermost sacrifice layer SC in the upper stage of the terrace LBtr in which the sacrifice layer LBtr is formed. Is connected to the sacrifice layer LLp.

なお、このとき、犠牲層LLbがエッチバックされることで、犠牲層LLpは所定厚さにまで膜減りする。ここでは、後述のY方向における製造処理に合わせ、例えば、犠牲層LLpの上面の高さが、概ね、上段の最下層より上層の犠牲層SCの下面の高さよりも低くなっている。ただし、一部の犠牲層LLpがステップ部LBstに残っていてもよく、そのために、犠牲層LLpの一部が上層の犠牲層SCの下面の高さより高くなっていてもよい。この場合でも、犠牲層LLpと上層の犠牲層SCとはスペーサSPにより分離された状態となっている。   At this time, the sacrificial layer LLb is etched back to reduce the thickness of the sacrificial layer LLp to a predetermined thickness. Here, for example, the height of the upper surface of the sacrifice layer LLp is generally lower than the height of the lower surface of the upper sacrifice layer SC from the lowermost layer in the upper stage in accordance with the later-described manufacturing process in the Y direction. However, a part of the sacrifice layer LLp may remain in the step part LBst, and therefore, a part of the sacrifice layer LLp may be higher than the lower surface of the upper sacrifice layer SC. Even in this case, the sacrifice layer LLp and the upper sacrifice layer SC are separated by the spacer SP.

図5(c)左図に示すように、犠牲層LLpの不要箇所を除去する。犠牲層LLpの不要箇所は、フォトリソグラフィ技術を用いたエッチングにより除去することができる。   As shown in the left diagram of FIG. 5C, unnecessary portions of the sacrificial layer LLp are removed. Unnecessary portions of the sacrificial layer LLp can be removed by etching using a photolithography technique.

図6(a)左図に示すように、階段構造体LBa,LBbの全体を覆うように、層間絶縁膜IDLを形成する。また、階段構造体LBa,LBbを分離するスリットST(図2参照)を形成する。   As shown in the left diagram of FIG. 6A, an interlayer insulating film IDL is formed so as to cover the entirety of the staircase structures LBa and LBb. Further, a slit ST (see FIG. 2) for separating the staircase structures LBa and LBb is formed.

図6(b)左図に示すように、図2に示されるスリットSTを介して、犠牲層SC1〜SC6,LLpを除去する。これにより、犠牲層SC1〜SC6,LLpが存在していた箇所に空隙が生じる。   As shown in the left drawing of FIG. 6B, the sacrificial layers SC1 to SC6 and LLp are removed through the slit ST shown in FIG. As a result, voids are created in the places where the sacrificial layers SC1 to SC6 and LLp existed.

図6(c)左図に示すように、図2に示されるスリットSTを介して、犠牲層SC1〜SC6,LLpが存在していた箇所に生じた空隙に、タングステン等の導電体を充填する。これにより、ワード線WL1〜WL6及び引き出し配線LL1,LL4,LL7が形成される。   As shown in the left diagram of FIG. 6 (c), a void formed in the place where the sacrificial layers SC1 to SC6 and LLp existed is filled with a conductor such as tungsten through the slit ST shown in FIG. . Thus, the word lines WL1 to WL6 and the lead wirings LL1, LL4, LL7 are formed.

図7(a)左図に示すように、引き出し配線LL1,LL4,LL7上の層間絶縁膜IDLに、引き出し配線LL1,LL4,LL7まで到達する貫通孔TH1,TH4,TH7を形成する。これらの貫通孔TH1,TH4,TH7は、フォトリソグラフィ技術を用いたエッチングにより一括して形成される。このため、引き出し配線LL1まで達する貫通孔TH1を形成するためには、貫通孔TH4,TH7に対して過剰なオーバーエッチングが加わることとなる。ただし、引き出し配線LL1,LL4,LL7は厚膜化されているため、引き出し配線LL4,LL7が貫通(パンチスルー)してしまうことが抑制される。   As shown in the left diagram of FIG. 7A, through holes TH1, TH4, and TH7 that reach the lead wirings LL1, LL4, and LL7 are formed in the interlayer insulating film IDL on the lead wirings LL1, LL4, and LL7. These through holes TH1, TH4, and TH7 are collectively formed by etching using a photolithography technique. Therefore, in order to form the through-hole TH1 reaching the lead-out wiring LL1, excessive over-etching is applied to the through-holes TH4 and TH7. However, since the lead wirings LL1, LL4, and LL7 are made thick, it is possible to prevent the lead wirings LL4, LL7 from penetrating (punch through).

図7(b)左図に示すように、貫通孔TH1,TH4,TH7にタングステン等の導電体を埋め込んで、コンタクトCT1,CT4,CT7を形成する。その後、コンタクトCT1,CT4,CT7の上層に、CT1,CT4,CT7に接続する上層配線等を形成し、かかる上層配線を、各々のワード線WLを制御するロウデコーダ等に接続する。   As shown in the left diagram of FIG. 7B, a conductor such as tungsten is buried in the through holes TH1, TH4, and TH7 to form contacts CT1, CT4, and CT7. Thereafter, an upper layer wiring and the like connected to CT1, CT4 and CT7 are formed above the contacts CT1, CT4 and CT7, and the upper layer wiring is connected to a row decoder and the like for controlling each word line WL.

Y方向における製造処理も、順次、X方向における製造処理と並行して行われる。   The manufacturing process in the Y direction is also sequentially performed in parallel with the manufacturing process in the X direction.

図4(a)右図に示すように、基板Sub上に、犠牲層SC1〜SC7と層間絶縁層ID1〜ID8とが交互に積層された積層体LBを形成する。   As shown in the right diagram of FIG. 4A, a stacked body LB in which sacrifice layers SC1 to SC7 and interlayer insulating layers ID1 to ID8 are alternately stacked is formed on a substrate Sub.

図4(b)右図に示すように、例えば、2段からなる階段構造体LBa,LBbを形成する。下から2段目の段は犠牲層SC3及び層間絶縁層ID4から構成される。下から1段目の段は犠牲層SC2及び層間絶縁層ID3から構成される。0段目のテラス部LBtrは層間絶縁層ID2から構成される。この階段構造体LBa,LBbの各々のテラス部LBtr及びステップ部LBstを覆って絶縁層SPbを形成する。   As shown in the right diagram of FIG. 4B, for example, staircase structures LBa and LBb having two steps are formed. The second stage from the bottom includes the sacrificial layer SC3 and the interlayer insulating layer ID4. The first stage from the bottom includes the sacrificial layer SC2 and the interlayer insulating layer ID3. The terrace portion LBtr of the 0th stage is composed of the interlayer insulating layer ID2. An insulating layer SPb is formed to cover each of the terrace portions LBtr and the step portions LBst of the staircase structures LBa and LBb.

図4(c)右図に示すように、階段構造体LBa,LBbに対してエッチバックを行って、各々のテラス部LBtrから、絶縁層SPb、層間絶縁層ID、犠牲層SCを1層ずつ除去する。このとき、各々のステップ部LBstからも絶縁層SPbが除去され、絶縁層SPbは消失する。   As shown in the right diagram of FIG. 4C, the staircase structures LBa and LBb are etched back, and the insulating layer SPb, the interlayer insulating layer ID, and the sacrifice layer SC are formed one by one from each of the terraces LBtr. Remove. At this time, the insulating layer SPb is also removed from each step portion LBst, and the insulating layer SPb disappears.

これにより、2段目の段は犠牲層SC2及び層間絶縁層ID3から構成され、新たに露出した層間絶縁層ID3は2段目の段のテラス部LBtrを構成することとなる。1段目の段は犠牲層SC1及び層間絶縁層ID2から構成され、新たに露出した層間絶縁層ID2は1段目の段のテラス部LBtrを構成することとなる。新たに露出した層間絶縁層ID1は0段目のテラス部LBtrを構成することとなる。   Thus, the second stage is composed of the sacrificial layer SC2 and the interlayer insulating layer ID3, and the newly exposed interlayer insulating layer ID3 constitutes the terrace portion LBtr of the second stage. The first stage includes the sacrificial layer SC1 and the interlayer insulating layer ID2, and the newly exposed interlayer insulating layer ID2 forms the terrace portion LBtr of the first stage. The newly exposed interlayer insulating layer ID1 constitutes the terrace portion LBtr of the 0th stage.

図5(a)右図に示すように、新たに形成された階段構造体LBa,LBbの各々のテラス部LBtr及びステップ部LBstを覆って犠牲層LLbを形成する。   As shown in the right diagram of FIG. 5A, a sacrificial layer LLb is formed to cover each terrace portion LBtr and step portion LBst of the newly formed staircase structures LBa and LBb.

図5(b)右図に示すように、階段構造体LBa,LBbに対してエッチバックを行って、各々のステップ部LBstから犠牲層LLbを除去する。このとき、各々の犠牲層LLpの上面が上段の犠牲層LLpの下面の高さよりも低くなるまで、犠牲層LLpを膜減りさせる。   As shown in the right diagram of FIG. 5B, the staircase structures LBa and LBb are etched back to remove the sacrificial layer LLb from each of the step portions LBst. At this time, the thickness of the sacrificial layer LLp is reduced until the upper surface of each sacrificial layer LLp becomes lower than the height of the lower surface of the upper sacrificial layer LLp.

これにより、各々のテラス部LBtrに形成された犠牲層LLbが、他のテラス部LBtrに形成された犠牲層LLbから分離され、自身が形成されたテラス部LBtrの上段の犠牲層SCと接続する犠牲層LLpとなる。   Thereby, the sacrifice layer LLb formed in each terrace portion LBtr is separated from the sacrifice layer LLb formed in the other terrace portion LBtr, and is connected to the upper sacrifice layer SC of the terrace portion LBtr in which the sacrifice layer LBtr is formed. It becomes the sacrificial layer LLp.

図5(c)右図に示すように、犠牲層LLpの不要箇所を除去する。   As shown in the right diagram of FIG. 5C, unnecessary portions of the sacrificial layer LLp are removed.

図6(a)右図に示すように、階段構造体LBa,LBbの全体を覆うように、層間絶縁膜IDLを形成する。また、階段構造体LBa,LBbを分離するスリットST(図2参照)を形成する。   As shown in the right diagram of FIG. 6A, an interlayer insulating film IDL is formed so as to cover the entire staircase structures LBa and LBb. Further, a slit ST (see FIG. 2) for separating the staircase structures LBa and LBb is formed.

図6(b)右図に示すように、図2に示されるスリットSTを介して、犠牲層SC1〜SC3,LLpを除去する。   As shown in the right figure of FIG. 6B, the sacrificial layers SC1 to SC3 and LLp are removed through the slit ST shown in FIG.

図6(c)右図に示すように、図2に示されるスリットSTを介して、犠牲層SC1〜SC3,LLpが存在していた箇所に生じた空隙に導電体を充填し、ワード線WL1〜WL3及び引き出し配線LL1〜LL3を形成する。   As shown in the right figure of FIG. 6 (c), a conductor is filled in the gap formed at the place where the sacrificial layers SC1 to SC3 and LLp existed through the slit ST shown in FIG. To WL3 and the lead wirings LL1 to LL3.

図7(a)右図に示すように、引き出し配線LL1〜LL3上の層間絶縁膜IDLに、引き出し配線LL1〜LL3まで到達する貫通孔TH1〜TH3を形成する。   As shown in the right diagram of FIG. 7A, through holes TH1 to TH3 reaching the lead wires LL1 to LL3 are formed in the interlayer insulating film IDL on the lead wires LL1 to LL3.

図7(b)右図に示すように、貫通孔TH1〜TH3に導電体を埋め込んで、コンタクトCT〜CT3を形成する。コンタクトCT1〜CT3は、上層配線等を介してロウデコーダ等に接続される。   As shown in the right diagram of FIG. 7B, a conductor is buried in the through holes TH1 to TH3 to form contacts CT to CT3. The contacts CT1 to CT3 are connected to a row decoder or the like via an upper wiring or the like.

(比較例)
次に、図8を用いて、比較例の階段構造体について説明する。図8は、比較例にかかる不揮発性メモリの階段構造体について説明する図である。メモリセルアレイ外へとワード線を引き出す単純な構造として、テラス部をワード線で構成することが考えられる。
(Comparative example)
Next, a staircase structure according to a comparative example will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram illustrating a staircase structure of a nonvolatile memory according to a comparative example. As a simple structure for drawing a word line out of the memory cell array, it is conceivable to configure the terrace portion with a word line.

すなわち、図8(a)に示すように、各々のテラス部LBtr’が犠牲層SC3’,SC6’から構成される階段構造体を形成し、図8(b1)に示すように、ワード線WL3’,WL6’に置き換えることが考えられる。しかしながら、図8(c1)に示すように、貫通孔TH1’がワード線WL1’に達するように貫通孔TH1’,TH3’,TH6’を形成すると、例えば貫通孔TH3’,TH6’において過度のオーバーエッチが加わり、ワード線WL3’,WL6’が貫通(パンチスルーPT)してしまう恐れがある。図8(c1)の例では、貫通孔TH6’はワード線WL5’にまで達しており、このままコンタクトを埋め込むと、ワード線WL5’,WL6’が導通してしまう。また、貫通孔TH3’は層間絶縁層ID3’にまで達しており、薄層となった層間絶縁層ID3’の耐圧が充分でなく、ワード線WL2’にワード線WL3’からのリーク電流が流れてしまう恐れがある。そこで、引き出したワード線WL3’,WL6’を厚膜化することが考えられる。   That is, as shown in FIG. 8A, each terrace portion LBtr ′ forms a staircase structure including the sacrificial layers SC3 ′ and SC6 ′, and as shown in FIG. 8B1, the word line WL3 ', WL6'. However, as shown in FIG. 8 (c1), when the through holes TH1 ', TH3', TH6 'are formed so that the through hole TH1' reaches the word line WL1 ', for example, in the through holes TH3', TH6 ', There is a possibility that the word lines WL3 'and WL6' may penetrate (punch through PT) due to the addition of the overetch. In the example of FIG. 8C1, the through hole TH6 'has reached the word line WL5', and if the contact is buried as it is, the word lines WL5 'and WL6' conduct. Further, the through hole TH3 'reaches the interlayer insulating layer ID3', the withstand voltage of the thin interlayer insulating layer ID3 'is not sufficient, and a leak current flows from the word line WL3' to the word line WL2 '. There is a risk that it will. Therefore, it is conceivable to increase the thickness of the drawn word lines WL3 'and WL6'.

すなわち、図8(b2)に示すように、階段構造体のテラス部LBtr’及びステップ部LBst’を覆う犠牲層LLb’を形成し、図8(c2)に示すように、各々のテラス部LBtr’の犠牲層LLb’を分離して犠牲層LLp’を形成する。しかしながら、このとき、犠牲層LLp’は、上段の犠牲層SC’と接触しないよう、ステップ部LBst’からも分離されていなければならない。テラス部LBtr’上において充分な層厚を保ったまま、ステップ部LBst’のみから犠牲層LLb’を除去することは非常に困難であり、マージンのない精密なプロセス制御が必要となってしまう。   That is, as shown in FIG. 8 (b2), a sacrificial layer LLb ′ covering the terrace portion LBtr ′ and the step portion LBst ′ of the staircase structure is formed, and as shown in FIG. 8 (c2), each of the terrace portions LBtr is formed. The 'sacrificial layer LLb' is separated to form a sacrificial layer LLp '. However, at this time, the sacrifice layer LLp 'must also be separated from the step portion LBst' so as not to contact the upper sacrifice layer SC '. It is very difficult to remove the sacrificial layer LLb 'only from the step portion LBst' while maintaining a sufficient layer thickness on the terrace portion LBtr ', and precise process control without a margin is required.

実施形態の不揮発性メモリ10が有する階段構造体LBa,LBbは、ステップ部LBstの上層のワード線WLを覆うスペーサSPを備える。これにより、下段のテラス部LBtr上に設けた引き出し配線LLを厚膜化しても、上段の上層のワード線WLと導通することなく、上段の最下層のワード線WLと導通させることができる。   The staircase structures LBa and LBb included in the nonvolatile memory 10 according to the embodiment include the spacer SP that covers the word line WL in the upper layer of the step portion LBst. Thus, even if the lead wiring LL provided on the lower terrace portion LBtr is made thicker, it can be electrically connected to the uppermost word line WL of the upper stage without being electrically connected to the upper word line WL of the upper stage.

実施形態の不揮発性メモリ10が有する階段構造体LBa,LBbのスペーサSPは、異方性エッチングを用いたエッチバック等により簡便に形成することができる。これにより、マージンのない精密なプロセス制御を必要とすることなく、引き出し配線LLを厚膜化することができる。   The spacer SP of the staircase structures LBa and LBb included in the nonvolatile memory 10 of the embodiment can be easily formed by, for example, etch back using anisotropic etching. Accordingly, the thickness of the lead wiring LL can be increased without requiring precise process control without a margin.

なお、実施形態の不揮発性メモリ10が有する階段構造体LBa,LBbの引き出し配線LLの上面の高さは、Y方向における製造処理に合わせ、X方向においても、概ね、上段の上層のワード線WLの下面よりも低いものとしたが、これに限られない。X方向の構成上は、各々の引き出し配線LLは、他の引き出し配線LLと分離されていれば、厚膜化において制限を受けない。より具体的には、X方向の構成における引き出し配線LLの厚さは、好ましくは接続されるワード線の130%以上の厚さであり、より好ましくは接続されるワード線の150%以上の厚さである。   The height of the upper surface of the lead-out line LL of the staircase structures LBa and LBb included in the nonvolatile memory 10 of the embodiment is substantially equal to the height of the upper word line WL in the upper direction in the X direction in accordance with the manufacturing process in the Y direction. , But is not limited to this. In the configuration in the X direction, each lead line LL is not restricted in increasing the film thickness as long as each lead line LL is separated from the other lead lines LL. More specifically, the thickness of the lead-out line LL in the configuration in the X direction is preferably 130% or more of the connected word line, and more preferably 150% or more of the connected word line. That's it.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are provided by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These new embodiments can be implemented in other various forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and their equivalents.

10…不揮発性メモリ、ID…層間絶縁層、LB…積層体、LBa,LBb…階段構造体、LBst…ステップ部、LBtr…テラス部、LL…引き出し配線、MC…メモリセル、P…ピラー、SC…犠牲層、SP…スペーサ、WL…ワード線。   10 nonvolatile memory, ID interlayer insulating layer, LB laminated body, LBa, LBb stair structure, LBst step part, LBtr terrace part, LL lead wiring, MC memory cell, P pillar, SC ... Sacrificial layer, SP ... Spacer, WL ... Word line.

Claims (5)

基板上に、交互に複数積層された配線層および層間絶縁層を1段分とする階段構造体を有する積層体、および前記積層体に3次元に配置されるメモリセルを有する半導体記憶装置であって、
前記階段構造体は、
前記層間絶縁層から構成され、高さの異なる複数のテラス部と、
各々の前記テラス部を高さ方向に繋ぐ複数のステップ部と、
前記ステップ部を覆う絶縁層と、
第1の段の最下層の前記配線層を前記第1の段の下段である第2の段の前記テラス部上に引き出す引き出し配線と、を備える、
半導体記憶装置。
A stacked body having a stepped structure in which a plurality of wiring layers and interlayer insulating layers are alternately stacked on a substrate for one step, and a semiconductor memory device having memory cells arranged three-dimensionally in the stacked body. hand,
The staircase structure,
A plurality of terraces composed of the interlayer insulating layer and having different heights,
A plurality of step portions connecting each of the terrace portions in the height direction,
An insulating layer covering the step portion;
A lead-out line that draws out the lowermost wiring layer of the first stage onto the terrace portion of the second stage that is the lower stage of the first stage.
Semiconductor storage device.
前記引き出し配線は所定厚さを有し、前記第2の段上の前記引き出し配線の上面の高さは前記第1の段の最下層の前記配線層の上面の高さより高い、
請求項1に記載の半導体記憶装置。
The lead wiring has a predetermined thickness, and the height of the upper surface of the lead wiring on the second stage is higher than the height of the upper surface of the lowermost wiring layer of the first stage.
The semiconductor memory device according to claim 1.
前記第2の段上の前記引き出し配線と前記第1の段の上層の前記配線層とは、前記第1の段の前記ステップ部を覆う前記絶縁層により絶縁されている、
請求項1または請求項2に記載の半導体記憶装置。
The lead wiring on the second stage and the wiring layer above the first stage are insulated by the insulating layer covering the step portion of the first stage.
The semiconductor memory device according to claim 1.
前記引き出し配線には、前記階段構造体の上層に配置される配線に接続されるコンタクトが接続されている、
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の半導体記憶装置。
A contact connected to a wiring arranged in an upper layer of the staircase structure is connected to the extraction wiring,
The semiconductor memory device according to claim 1.
基板上に、高さの異なる複数のテラス部と各々の前記テラス部を高さ方向に繋ぐ複数のステップ部とを有し、交互に複数積層された第1の層および第2の層を1段分とする階段構造体を形成する工程と、
前記テラス部および前記ステップ部を覆う第3の層を形成する工程と、
前記テラス部から前記第3の層、前記第2の層、および前記第1の層を除去して、新たに露出した前記第2の層から構成されるテラス部の直上の前記第1の層を、新たに露出した前記テラス部の上段の前記ステップ部に露出させる工程と、
新たに露出した前記テラス部上に、前記上段の前記ステップ部に露出した前記第1の層と接続する第4の層を形成する工程と、を含む、
半導体記憶装置の製造方法。
On a substrate, a plurality of terrace portions having different heights and a plurality of step portions connecting each of the terrace portions in the height direction are provided. Forming a staircase structure as a step,
Forming a third layer covering the terrace portion and the step portion;
The third layer, the second layer, and the first layer are removed from the terrace, and the first layer immediately above the terrace composed of the newly exposed second layer is removed. A step of exposing the step portion on the upper stage of the newly exposed terrace portion,
Forming a fourth layer connected to the first layer exposed on the upper step portion on the newly exposed terrace portion,
A method for manufacturing a semiconductor storage device.
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